一種氣壓溫濕度實時測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種氣壓溫濕度實時測量裝置，該裝置包括：供電電路，用于給氣壓采樣電路、溫濕度采樣電路、實時時鐘電路、單片機控制和時鐘設(shè)置電路、U盤存儲電路提供工作電壓；氣壓采樣電路，用于測量氣壓數(shù)據(jù)；溫濕度采樣電路，用于測量溫濕度數(shù)據(jù)；實時時鐘電路，用于提供實時時鐘數(shù)據(jù)；單片機控制和時鐘設(shè)置電路，用于控制氣壓采樣電路、溫濕度采樣電路進行氣壓、溫濕度測量、實時時鐘電路并記錄實時時鐘數(shù)據(jù)，實時采集氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)，將所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)以及與所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)發(fā)送至U盤存儲電路；U盤存儲電路，用于將匹配有對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)的氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)存儲至外部U盤。
【專利說明】
一種氣壓溫濕度實時測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及航空勘探領(lǐng)域，尤指一種氣壓溫濕度實時測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空地球物理勘探中，當要求測量精度更高時，不僅需要測量地球物理勘探必須的磁場、重力、電法等參數(shù)，也需要對地球物理勘探測量系統(tǒng)所處的環(huán)境參數(shù)進行同步測量，包括環(huán)境溫度、濕度、氣壓，以便對地球物理勘探測量進行校正，提高地球物理勘探測量精度。
[0003]目前對氣壓溫濕度的測量方法，一般是串行采樣，即采樣到氣壓信號后，再采樣溫濕度信號，然后由單片機進行數(shù)據(jù)處理，包括各種改正等，最后顯示出氣壓、溫度和濕度。
[0004]氣壓傳感器和溫濕度傳感器一般為數(shù)字信號輸出，在單片機發(fā)出測量氣壓和溫濕度的命令后，內(nèi)部將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出。由于A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換需要時間，并且轉(zhuǎn)換精度越高，轉(zhuǎn)換位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換時間越長。如果采用現(xiàn)有的串行采樣技術(shù)進行氣壓、溫度和濕度測量，那么得到的數(shù)據(jù)將失去實時性;又因為一般氣壓溫濕度儀器內(nèi)部沒有時鐘和數(shù)據(jù)存儲，無法與其他測量同步，無法進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]由于在航空地球物理勘探測量系統(tǒng)中各儀器一般選用GPS時鐘做同步信號，所以環(huán)境參數(shù)的測量儀器也需要內(nèi)置時鐘，以便與其他地球物理勘探測量同步，為此實用新型了一種氣壓溫濕度實時測量裝置。
[0006]由于單片機系統(tǒng)是基于單任務(wù)順序執(zhí)行的機制，程序只能按單一的線索順序執(zhí)行，在要求多任務(wù)實時性測量的場合，必須對單片機的機制進行改進。借助于定時器中斷機制，將單片機的運行時間劃分為許多小的時間片，將每個任務(wù)劃分為若干個小任務(wù)，每個小任務(wù)在自己的時間片內(nèi)執(zhí)行，從而造成微觀上各程序分時使用單片機，宏觀上并發(fā)運行的多任務(wù)實時測量的效果，同時內(nèi)置實時時鐘，通過設(shè)置時鐘與GPS的時鐘一致，達到同步測量目的;增加文本文件的存儲電路，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)存儲。
[0007]為達到上述目的，本實用新型提出了一種氣壓溫濕度實時測量裝置，該裝置包括:供電電路(I)、氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)、U盤存儲電路(6);供電電路(I)與氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)、U盤存儲電路(6)連接，單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)與氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、U盤存儲電路
(6)連接;其中，供電電路(I)，用于給氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路
(4)、單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)、U盤存儲電路(6)提供工作電壓;氣壓采樣電路(2)，用于測量氣壓數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5);溫濕度采樣電路(3)，用于測量溫濕度數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5);實時時鐘電路(4)，用于提供實時時鐘數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5);單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)，用于控制氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)進行氣壓、溫濕度測量并記錄實時時鐘數(shù)據(jù)，實時采集氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)，將所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)以及與所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)發(fā)送至U盤存儲電路(6) ;U盤存儲電路(6)，用于將匹配有對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)的氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)存儲至外部U盤。
[0008]進一步的，供電電路(I)包括:電池組、第一電壓調(diào)節(jié)器、第二電壓調(diào)節(jié)器、第一濾波電容、第二濾波電容、第三濾波電容;其中，電池組的正極連接第一濾波電容的一端、第一電壓調(diào)節(jié)器的IN管腳、/OFF管腳，電池組的負極連接地、第一濾波電容的另一端、第二濾波電容的一端、第三濾波電容的一端，第一電壓調(diào)節(jié)器的GND管腳、SET管腳接地，第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳連接第二濾波電容的另一端、第二電壓調(diào)節(jié)器的Vin管腳，第二電壓調(diào)節(jié)器的V-管腳連接第三濾波電容的另一端，第二電壓調(diào)節(jié)器的GND管腳接地。
[0009]進一步的，氣壓采樣電路(2)包括:第一晶振、氣壓傳感器、第四濾波電容、第五濾波電容、第一上拉電阻、第二上拉電阻;其中，第一晶振的V1管腳連接VCC管腳、第四濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳，第一晶振的GND管腳接地，第一晶振的OUT管腳連接氣壓傳感器的MCLK管腳，第四濾波電容的另一端接地，氣壓傳感器的GND管腳接地，氣壓傳感器的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P3.7管腳，氣壓傳感器的VDD管腳連接第五濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的V-管腳，第五濾波電容的另一端接地，氣壓傳感器的DOUT管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路
(5)中單片機的P2.1管腳、第一上拉電阻的一端，氣壓傳感器的DIN管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.0管腳、第二上拉電阻的一端，第一上拉電阻的另一端連接第二上拉電阻的另一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳。
[0010]進一步的，溫濕度采樣電路(3)包括:溫濕度傳感器、第六濾波電容、第三上拉電阻；其中，溫濕度傳感器的GND管腳接地，溫濕度傳感器的DATA管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P3.6管腳、第三上拉電阻的一端，第三上拉電阻的另一端連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳，溫濕度傳感器的SCK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P3.5管腳，溫濕度傳感器的VDD管腳連接第六濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的V-管腳，第六濾波電容的另一端接地。
[0011 ]進一步的，實時時鐘電路(4)包括:時鐘芯片、第七濾波電容、第一頻率補償電容、第二晶振、備份電池、第三上拉電阻、第四上拉電阻、第五上拉電阻；其中，時鐘芯片的VCC2管腳連接供電電路(I)中第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳、第七濾波電容的一端，第七濾波電容的另一端接地，時鐘芯片的Xl管腳連接第二晶振的一端、時鐘芯片的X2管腳連接第二晶振的另一端、第一頻率補償電容的一端，第一頻率補償電容的另一端接地，時鐘芯片的GND管腳接地，時鐘芯片的VCCl管腳連接備份電池的正極，備份電池的負極接地，時鐘芯片的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.4管腳、第三上拉電阻的一端，時鐘芯片的1管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.2管腳、第四上拉電阻的一端，時鐘芯片的/RST管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.3管腳、第五上拉電阻的一端，第三上拉電阻的另一端連接供電電路(I)中第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳、第四上拉電阻的另一端、第五上拉電阻的另一端。
[0012]進一步的，單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)包括:單片機、第八濾波電容、第九濾波電容、第十濾波電容、第二頻率補償電容、第三頻率補償電容、第三晶振、第六上拉電阻、第七上拉電阻、第八上拉電阻、第一按鍵開關(guān)、第二按鍵開關(guān)、第三按鍵開關(guān);其中，單片機的XTALl管腳連接第二頻率補償電容的一端、第三晶振的一端，第二頻率補償電容的另一端連接地、第三頻率補償電容的一端，單片機的XTAL2管腳連接第三晶振的另一端、第三頻率補償電容的一端;單片機的MONEN管腳連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vcmt管腳、單片機的第一 VDD管腳、第八濾波電容的一端，單片機的第一 DGND管腳連接地、第八濾波電容的另一端;單片機的第二VDD管腳連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vcmt管腳、第九濾波電容的一端，單片機的第二 DGND管腳連接地、第九濾波電容的另一端；單片機的第三VDD管腳連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、第十濾波電容的一端，單片機的第三DGND管腳連接地、第十濾波電容的另一端;單片機的Pl.3管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D3管腳，單片機的Pl.4管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D4管腳，單片機的Pl.5管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D5管腳，單片機的Pl.6管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D6管腳，單片機的Pl.7管腳連接U盤存儲電路
(6)中文件管理控制芯片的D7管腳;單片機的P3.1管腳連接第六上拉電阻的一端、第一按鍵開關(guān)的一端，單片機的P3.2管腳連接第七上拉電阻的一端、第二按鍵開關(guān)的一端，單片機的P3.3管腳連接第八上拉電阻的一端、第三按鍵開關(guān)的一端，第六上拉電阻的另一端連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、第七上拉電阻的另一端、第八上拉電阻的另一端，第一按鍵開關(guān)的另一端、第二按鍵開關(guān)的另一端、第三按鍵開關(guān)的另一端分別接地。
[0013]進一步的，U盤存儲電路(6)包括:文件管理控制芯片、U盤插座、第一下拉電阻、第二下拉電阻、第三下拉電阻、限流電阻、第十一濾波電容、第十二濾波電容、第十三濾波電容、上電復(fù)位電容、第四頻率補償電容、第四晶振;其中，文件管理控制芯片的V3管腳連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、第十一濾波電容的一端，第十一濾波電容的另一端連接地、文件管理控制芯片的GND管腳、第四頻率補償電容的一端，文件管理控制芯片的XI管腳連接第四晶振的一端，第四晶振的另一端連接文件管理控制芯片的XO管腳、第四頻率補償電容的另一端;文件管理控制芯片的VCC管腳連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、文件管理控制芯片的PCS#管腳、第十二濾波電容的一端，第十二濾波電容的另一端接地;文件管理控制芯片的RSTI管腳連接上電復(fù)位電容的一端，上電復(fù)位電容的另一端連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vcmt管腳、第一下拉電阻的一端、第二下拉電阻的一端、第三下拉電阻的一端，第一下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的TXD管腳，第二下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的RXD管腳，第三下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的AO管腳;U盤插座的第一引腳連接限流電阻的一端、第十三濾波電容的一端，限流電阻的另一端連接第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳，第十三濾波電容的另一端接地，U盤插座的第二引腳連接文件管理控制芯片的UD-管腳，U盤插座的第三引腳連接文件管理控制芯片的UD+管腳，U盤插座的第四、五、六引腳接地。
[0014]本實用新型的氣壓溫濕度實時測量裝置，可以保證氣壓、溫度、濕度和讀取時鐘的實時測量。另外，本實用新型可以利用按鍵進行時鐘設(shè)置，確保與其他測量儀器的GPS中的時間一致，實現(xiàn)同步測量。本實用新型還使用文件管理控制芯片CH376，可以將氣壓溫濕度及時鐘數(shù)據(jù)以文本格式存儲至外部U盤上。
【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的限定。在附圖中:
[0016]圖1為本實用新型一實施例的氣壓溫濕度實時測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型一實施例的供電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實用新型一實施例的氣壓采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本實用新型一實施例的溫濕度采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本實用新型一實施例的實時時鐘電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖6為本實用新型一實施例的單片機控制和時鐘設(shè)置電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為本實用新型一實施例的U盤存儲電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8為本實用新型一具體實施例的氣壓傳感器MS5540C內(nèi)部的校準數(shù)據(jù)示意圖。
[0024]圖9為本實用新型一具體實施例的單獨氣壓測量的流程示意圖。
[0025]圖10為本實用新型一具體實施例的單獨溫濕度測量的流程示意圖。
[0026]圖11為本實用新型一具體實施例的實時時鐘讀取的流程示意圖。
[0027]圖12為本實用新型一具體實施例在定時器中斷服務(wù)程序中，實時測量氣壓、溫度、濕度及時鐘讀取的順序和間隔的流程示意圖。
[0028]圖13為本實用新型一具體實施例的定時器中斷服務(wù)的流程示意圖。
[0029]圖14為本實用新型一具體實施例的數(shù)據(jù)存儲到外部U盤的流程示意圖。
[0030]圖15為本實用新型一具體實施例的時鐘設(shè)置的流程示意圖。
[0031 ]圖16為本實用新型一具體實施例的主程序的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下配合圖示及本實用新型的較佳實施例，進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段。
[0033]圖1為本實用新型一實施例的氣壓溫濕度實時測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該裝置包括:供電電路1、氣壓采樣電路2、溫濕度采樣電路3、實時時鐘電路4、單片機控制和時鐘設(shè)置電路5、U盤存儲電路6 ；
[0034]供電電路I與氣壓采樣電路2、溫濕度采樣電路3、實時時鐘電路4、單片機控制和時鐘設(shè)置電路5、U盤存儲電路6連接，單片機控制和時鐘設(shè)置電路5與氣壓采樣電路2、溫濕度采樣電路3、實時時鐘電路4、U盤存儲電路6連接;其中，
[0035]供電電路I，用于給氣壓采樣電路2、溫濕度采樣電路3、實時時鐘電路4、單片機控制和時鐘設(shè)置電路5、U盤存儲電路6提供工作電壓；
[0036]氣壓采樣電路2，用于測量氣壓數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路5;
[0037]溫濕度采樣電路3，用于測量溫濕度數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路5;
[0038]實時時鐘電路4，用于提供實時時鐘數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路5;
[0039]單片機控制和時鐘設(shè)置電路5，用于控制氣壓采樣電路2、溫濕度采樣電路3、實時時鐘電路4進行氣壓、溫濕度測量并記錄實時時鐘數(shù)據(jù)，實時采集氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)，將所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)以及與所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)發(fā)送至U盤存儲電路6;
[0040]U盤存儲電路6，用于將匹配有對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)的氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)存儲至外部U盤。
[0041]具體的，圖2為本實用新型一實施例的供電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，供電電路I包括:電池組BT2、電壓調(diào)節(jié)器U2、電壓調(diào)節(jié)器U3、濾波電容Cl3、濾波電容C3、濾波電容C5;其中，
[0042]電池組BT2的正極連接濾波電容C13的一端、電壓調(diào)節(jié)器U2的IN管腳、/OFF管腳，電池組BT2的負極連接地、濾波電容C13的另一端、濾波電容C3的一端、濾波電容C5的一端，電壓調(diào)節(jié)器U2的GND管腳、SET管腳接地，電壓調(diào)節(jié)器U2的OUT管腳連接濾波電容C3的另一端、電壓調(diào)節(jié)器U3的Vin管腳，電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳連接濾波電容C5的另一端，電壓調(diào)節(jié)器U3的GND管腳接地。
[0043]電壓調(diào)節(jié)器U2為電壓調(diào)節(jié)芯片MAX603，可以將6V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓；電壓調(diào)節(jié)器U3為穩(wěn)壓管AHl 117-3.3V，將5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V。
[0044]供電電路I可以將6V電池電壓轉(zhuǎn)換為直流5V和3.3V電壓，為整個裝置提供電源。輸出的5V電壓為實時時鐘電路4和外部U盤提供電壓，輸出的3.3V為氣壓采樣電路2、溫濕度采樣電路3、單片機控制和時鐘設(shè)置電路5、U盤存儲電路6提供電壓。
[0045]圖3為本實用新型一實施例的氣壓采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，氣壓采樣電路2包括:晶振N3、氣壓傳感器N4、濾波電容C8、濾波電容C4、上拉電阻R6、上拉電阻R7;其中，
[0046]晶振N3的V1管腳連接VCC管腳、濾波電容C8的一端、供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的Vcmt管腳，晶振N3的GND管腳接地，晶振N3的OUT管腳連接氣壓傳感器N4的MCLK管腳，濾波電容C8的另一端接地，氣壓傳感器N4的GND管腳接地，氣壓傳感器N4的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機Ul的P3.7管腳，氣壓傳感器N4的VDD管腳連接濾波電容C4的一端、供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳，濾波電容C4的另一端接地，氣壓傳感器N4的DOUT管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機Ul的P2.1管腳、上拉電阻R6的一端，氣壓傳感器N4的DIN管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機Ul的P2.0管腳、上拉電阻R7的一端，上拉電阻R6的另一端連接上拉電阻R7的另一端、供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的^抓管腳。
[0047]晶振N3為晶振SG3030，0UT端輸出32.7681^^方波信號]\^5540_10^，01]1'端與財?shù)?腳MCLK相連，為N4的模數(shù)轉(zhuǎn)換提供時鐘信號。氣壓傳感器N4為氣壓傳感器MS5540C，MS5540C是瑞士 intersema公司生產(chǎn)的一款包含有精密壓阻式壓力傳感器、電阻式溫度傳感器和ADC接口的絕對氣壓傳感器，該傳感器不但能夠?qū)鈮簜鞲衅鞯姆茄a償模擬輸出電壓轉(zhuǎn)換成16位的數(shù)字氣壓值，同時能夠提供16位的數(shù)字溫度值作為對氣壓值的補償，通過I腳SCLK時鐘、7腳DIN輸入和8腳DOUT輸出三線串行接口分別與單片機Ul的47腳、46腳和45腳相連接，單片機利用串行接口讀得MS5540C的數(shù)據(jù)，在單片機內(nèi)部通過軟件進行氣壓補償后，得到補償后的氣壓值，最后將數(shù)據(jù)存儲至外部U盤上。
[0048]圖4為本實用新型一實施例的溫濕度采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，溫濕度采樣電路3包括:溫濕度傳感器N2、濾波電容C9、上拉電阻R5;其中，
[0049]溫濕度傳感器N2的GND管腳接地，溫濕度傳感器N2的DATA管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機Ul的P3.6管腳、上拉電阻R5的一端，上拉電阻R5的另一端連接供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳，溫濕度傳感器N2的SCK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機Ul的P3.5管腳，溫濕度傳感器N2的VDD管腳連接濾波電容C9的一端、供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳，濾波電容C9的另一端接地。
[0050]溫濕度傳感器N2為溫濕度傳感器SHT15，SHT15是一款高集成度的溫濕度傳感器，提供全量程標定的數(shù)字輸出，它包括一個電容性聚合體濕度敏感元件和一個用能隙材料制成的溫度敏感元件，這兩個敏感元件與一個14位的A/D轉(zhuǎn)換器、一個OPT存儲器以及一個串行接口電路設(shè)計在一個芯片上。通過3腳SCK時鐘、2腳DATA數(shù)據(jù)的兩線I2C串行接口與單片機Ul的49腳、48腳相連，通過編程，單片機利用串行接口讀得SHT15的溫度、濕度信號，采集OPT中的補償系數(shù)，校準后得到溫度、濕度值，然后將數(shù)據(jù)存儲至外部U盤上。
[0051]圖5為本實用新型一實施例的實時時鐘電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，實時時鐘電路4包括:時鐘芯片N1、濾波電容C7、頻率補償電容Cll、晶振Gl、備份電池BTl、上拉電阻R2、上拉電阻R3、上拉電阻R4;其中，
[0052]時鐘芯片NI的VCC2管腳連接供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U2的OUT管腳、濾波電容C7的一端，濾波電容C7的另一端接地，時鐘芯片NI的Xl管腳連接晶振Gl的一端、時鐘芯片NI的X2管腳連接晶振Gl的另一端、頻率補償電容Cl I的一端，頻率補償電容Cl I的另一端接地，時鐘芯片NI的GND管腳接地，時鐘芯片NI的VCCl管腳連接備份電池BTl的正極，備份電池BTl的負極接地，時鐘芯片NI的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機Ul的P2.4管腳、上拉電阻R2的一端，時鐘芯片NI的1管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機UI的P2.2管腳、上拉電阻R3的一端，時鐘芯片NI的/RST管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路5中單片機Ul的P2.3管腳、上拉電阻R4的一端，上拉電阻R2的另一端連接供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U2的OUT管腳、上拉電阻R3的另一端、上拉電阻R4的另一端。
[0053]時鐘芯片NI為實時時鐘DS1302，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷，實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整。通過時鐘芯片NI的7腳SCLK時鐘、5腳/RST復(fù)位、6腳1數(shù)據(jù)三線串行接口分別與單片機Ul的42腳、43腳、44腳相連，通過編程，單片機利用串行接口讀到時鐘數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)存儲至外部U盤上。時鐘通過時鐘設(shè)置電路進行設(shè)置，DS1302需要晶振Gl提供一個32.768KHZ的時鐘。DS1302的雙電源管腳用于主電源VCC2和備份電源供電VCCl，主電源VCC2由5V供電，可編程為備份電源VCCl(BTl)涓流充電。BTl為3V可充電電池，在整個裝置關(guān)機后保證時鐘的正常運行。
[0054]圖6為本實用新型一實施例的單片機控制和時鐘設(shè)置電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，單片機控制和時鐘設(shè)置電路5包括:單片機Ul、濾波電容Cl O、濾波電容C2、濾波電容C1、頻率補償電容Cl 7、頻率補償電容Cl 8、晶振G2、上拉電阻R8、上拉電阻R9、上拉電阻Rl O、按鍵開關(guān)S1、按鍵開關(guān)S2、按鍵開關(guān)S3;其中，
[0055]單片機Ul的XTALl管腳連接頻率補償電容C17的一端、晶振G2的一端，頻率補償電容C17的另一端連接地、頻率補償電容C18的一端，單片機Ul的XTAL2管腳連接晶振G2的另一端、頻率補償電容Cl 8的一端；
[0056]單片機Ul的MONEN管腳連接供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳、單片機Ul的37腳VDD管腳、濾波電容Cl O的一端，單片機Ul的38腳DGND管腳連接地、濾波電容Cl O的另一端；
[0057]單片機Ul的64腳VDD管腳連接供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳、濾波電容C2的一端，單片機Ul的63腳DGND管腳連接地、濾波電容C2的另一端；
[0058]單片機UI的90腳VDD管腳連接供電電路I中電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳、濾波電容CI的一端，單片機Ul的89腳DGND管腳連接地、濾波電容Cl的另一端；
[0059]單片機Ul的Pl.3管腳連接U盤存儲電路6中文件管理控制芯片U4的D3管腳，單片機Ul的Pl.4管腳連接U盤存儲電路6中文件管理控制芯片U4的D4管腳，單片機Ul的Pl.5管腳連接U盤存儲電路6中文件管理控制芯片U4的D5管腳，單片機Ul的Pl.6管腳連接U盤存儲電路6中文件管理控制芯片U4的D6管腳，單片機Ul的Pl.7管腳連接U盤存儲電路6中文件管理控制芯片U4的D7管腳；
[0060]單片機Ul的P3.1管腳連接上拉電阻R8的一端、按鍵開關(guān)SI的一端，單片機Ul的P3.2管腳連接上拉電阻R9的一端、按鍵開關(guān)S2的一端，單片機Ul的P3.3管腳連接上拉電阻RlO的一端、按鍵開關(guān)S3的一端，上拉電阻R8的另一端連接電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳、上拉電阻R9的另一端、上拉電阻RlO的另一端，按鍵開關(guān)SI的另一端、按鍵開關(guān)S2的另一端、按鍵開關(guān)S3的另一端分別接地(DGND)。
[0061 ]晶振 G2 為 22.1184]?!^晶振，62和(:17、(:18為單片機1]1提供22.1184]\0^時鐘;1?8、1?9、RlO和S1、S2、S3組成時鐘設(shè)置電路，通過按鍵開關(guān)設(shè)置本裝置的時間與其他測量儀器的GPS時間設(shè)置一致，這樣就達到了同步測量的目的;Ul為單片機C8051F120，C8051F120單片機采用流水線結(jié)構(gòu)，指令運行速度比MCS-51系列單片機提高了 10倍。通過編程，Ul將采樣的氣壓、溫度、濕度進行數(shù)據(jù)處理，將最終的氣壓、溫度、濕度和時間存儲至外部U盤上。
[0062]圖7為本實用新型一實施例的U盤存儲電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，U盤存儲電路6包括:文件管理控制芯片U4、U盤插座J1、下拉電阻R11、下拉電阻R12、下拉電阻R13、限流電阻R1、濾波電容C14、濾波電容C15、濾波電容C6、上電復(fù)位電容C16、頻率補償電容C12、晶振XI;其中，
[0063]文件管理控制芯片U4的V3管腳連接電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳、濾波電容C14的一端，濾波電容V14的另一端連接地、文件管理控制芯片U4的GND管腳、頻率補償電容C12的一端，文件管理控制芯片U4的XI管腳連接晶振Xl的一端，晶振Xl的另一端連接文件管理控制芯片U4的XO管腳、頻率補償電容C12的另一端；
[0064]文件管理控制芯片U4的VCC管腳連接電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳、文件管理控制芯片U4的PCS#管腳、濾波電容Cl 5的一端，濾波電容Cl 5的另一端接地；
[0065]文件管理控制芯片U4的RSTI管腳連接上電復(fù)位電容C16的一端，上電復(fù)位電容C16的另一端連接電壓調(diào)節(jié)器U3的Vciut管腳、下拉電阻Rll的一端、下拉電阻R12的一端、下拉電阻Rl 3的一端，下拉電阻Rl I的另一端連接文件管理控制芯片U4的TXD管腳，下拉電阻Rl 2的另一端連接文件管理控制芯片U4的RXD管腳，下拉電阻R13的另一端連接文件管理控制芯片U4的AO管腳;
[0066]U盤插座Jl的第一引腳連接限流電阻Rl的一端、濾波電容C6的一端，限流電阻Rl的另一端連接電壓調(diào)節(jié)器U2的OUT管腳，濾波電容C6的另一端接地，U盤插座JI的第二引腳連接文件管理控制芯片U4的UD-管腳，U盤插座Jl的第三引腳連接文件管理控制芯片U4的UD+管腳，U盤插座Jl的第四、五、六引腳接地。
[0067 ] 晶振XI為12MHz晶振，XI和C12組成12MHz時鐘提供給U4。U4為文件管理控制芯片CH376，CH376是文件管理控制芯片，用于單片機系統(tǒng)讀寫U盤中的文件。CH376支持USB設(shè)備方式和USB主機方式，并且內(nèi)置了USB通訊協(xié)議的基本固件，內(nèi)置了處理Mas s-Storage海量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，內(nèi)置了FAT16和FAT32以及FAT12文件系統(tǒng)的管理固件，支持常用的USB存儲設(shè)備(包括U盤/USB硬盤/USB閃存盤/USB讀卡器)<XH376通過18腳SCS/D3、19腳BZ/D4、20腳SCK/D5、21腳SDI/D6、22腳SD0/D7以SPI接口方式分別與單片機Ul的33腳、32腳、31腳、30腳、29腳相連，通過編程，單片機利用串行接□將時間、氣壓、溫度、濕度信號，以文本方式存儲至外部U盤上。
[0068]為了對上述氣壓溫濕度實時測量裝置進行更為清楚的解釋，下面利用該裝置進行氣壓溫濕度實時測量的具體實施例來進行說明，然而值得注意的是該實施例僅是為了更好地說明本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型不當?shù)南薅ā?br>[0069]氣壓溫濕度測量是在硬件電路的基礎(chǔ)上實現(xiàn)下列功能:實時采集氣壓溫度濕度信號，進行各種校正補償，得到高精度的測量值，然后將這些數(shù)據(jù)連同時鐘一起存儲至外部U盤上。通過按鍵S1、S2、S3設(shè)置時鐘，與其他測量儀器中的GPS中的時間保持一致，從而實現(xiàn)同步測量。
[0070]利用氣壓溫濕度實時測量裝置進行實時測量是把需要實時處理的任務(wù)放在定時器中斷中執(zhí)行，把其他任務(wù)放在主程序中等空閑時執(zhí)行。本裝置中，氣壓測量、溫度測量、濕度測量、讀取時鐘是實時任務(wù)，放在定時器中斷中執(zhí)行，數(shù)據(jù)存儲和時鐘設(shè)置放在主程序中執(zhí)行。
[0071 ] 具體的，利用氣壓溫濕度實時測量裝置進行實時測量的步驟包括:
[0072]利用單片機控制和時鐘設(shè)置電路5設(shè)置時鐘；
[0073]單片機控制和時鐘設(shè)置電路5按照預(yù)設(shè)程序控制氣壓采樣電路2、溫濕度采樣電路3、實時時鐘電路4進行氣壓、溫濕度測量并記錄實時時鐘數(shù)據(jù)，實時采集氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)，進行校正補償，得到校正后的氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)；
[0074]將校正后的氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)以及與所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)存儲至外部U盤。
[0075]進一步的，單片機控制和時鐘設(shè)置電路5實施定時器中斷程序包括:
[0076]建立任務(wù)組，該任務(wù)組包括:氣壓測量任務(wù)、溫濕度測量任務(wù)和讀取時鐘任務(wù)，即將氣壓測量、溫濕度測量和讀取時鐘的過程分解為多個小任務(wù)，利用單片機控制和時鐘設(shè)置電路中的定時器中斷進行任務(wù)調(diào)度，定時器間隔為5mS;
[0077]當在定時器中斷服務(wù)程序中執(zhí)行任務(wù)組中的某一項任務(wù)時，遇到需要等待的任務(wù)時暫且不管，在定時器中斷服務(wù)程序中執(zhí)行該任務(wù)組的其它任務(wù)，等待A/D轉(zhuǎn)換完畢后，再在定時器中斷服務(wù)程序中繼續(xù)執(zhí)行該任務(wù)組的剩余任務(wù)，這樣就在微觀上各程序分時使用單片機，宏觀上并發(fā)運行的多任務(wù)實時測量氣壓、溫濕度。
[0078]1、單獨測量氣壓
[0079]采用氣壓傳感器MS5540C測量氣壓，每個MS5540C內(nèi)部分別包含4個字長(W0RD1?W0RD4)的6個校準數(shù)據(jù)(Cl?C6)如圖8所示。
[0080]如圖9所示，為單獨氣壓測量的流程示意圖。單獨測量氣壓的過程為:先從MS5540C中讀出WORDl、W0RD2、W0RD3、W0RD4，分離出6個補償系數(shù)，然后發(fā)出測量氣壓Dl指令，在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換(需要35mS)后讀出Dl值，再發(fā)出測量溫度D2指令，在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換(需要35mS)后讀出D2值，最后根據(jù)6個校正系數(shù)進行氣壓校正，計算出實際的氣壓值。
[0081 ] 2、單獨測量溫濕度
[0082]采用SHT15測量溫度和濕度，內(nèi)嵌的溫度和濕度傳感器測量到信號后經(jīng)過放大器放大，通過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號串口輸出。A/D轉(zhuǎn)換的時間最大為55/210mS分別對應(yīng)于12/14位，濕度的A/D轉(zhuǎn)換為12位，最大轉(zhuǎn)換時間為55mS，溫度的A/D轉(zhuǎn)換為14位，最大轉(zhuǎn)換時間為210mSo
[0083]如圖10所示，為單獨溫濕度測量的流程示意圖。單獨測量溫濕度的過程為:首先發(fā)出測量濕度的指令，等待55mS進行A/D轉(zhuǎn)換，讀出濕度值，再發(fā)出測量溫度的指令，等待210mS進行A/D轉(zhuǎn)換，讀出溫度值，最后計算實際溫度，計算非線性改正和溫度補償后的濕度。
[0084]3、讀取時鐘
[0085]讀取時鐘的過程不需要等待，所以讀取時鐘過程一次完成，不需要分拆。
[0086]如圖11所示，為實時時鐘讀取的流程示意圖。在上電時，需要設(shè)置DS1302的初始狀態(tài)，設(shè)置充電模式，然后就可以讀取時間和日期。
[0087]綜合上述測量氣壓、溫濕度和讀取時鐘的過程，將氣壓測量中的讀出WORD1、TORD2、W0RD3、W0RD4，并分離出分6個補償系數(shù)Cl?C6，以及時鐘的充電模式設(shè)置放入主程序初始化中完成，其余部分放到定時器中斷服務(wù)程序中完成。
[0088]氣壓傳感器和溫濕度傳感器內(nèi)部分別只有一個A/D，溫濕度傳感器內(nèi)部的溫度的A/D轉(zhuǎn)換時間最長，需要210mS，濕度的A/D轉(zhuǎn)換時間為55mS，氣壓Dl和氣壓內(nèi)部溫度D2的A/D轉(zhuǎn)換時間為35mS。所以，在定時器中斷服務(wù)程序中，實時測量氣壓、溫度、濕度及時鐘讀取的順序和間隔可以參考圖12所示的流程示意圖。
[0089]在本實施例中，要求IS采樣一次數(shù)據(jù)。選擇定時器中斷間隔為5mS，雖然從發(fā)出測量命令到最終計算出的氣壓溫濕度的時間間隔為265mS，但因為A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換的前提是已經(jīng)采集到模擬量，而模擬量的采集時間是瞬間完成的，相對A/D轉(zhuǎn)換時間可以忽略不計，而最后一次發(fā)出測量命令以后的A/D轉(zhuǎn)換時間不應(yīng)該包括在采集信號時間內(nèi)，所以，采集氣壓溫濕度的時間應(yīng)為265mS-210mS = 55mS，相對于順序測量的測量時間35mS(氣壓Dl)+35mS(氣壓內(nèi)部溫度D2)+55mS(濕度)= 125mS大大減小，相當于實時測量。(程序運行時間可以忽略不計。)
[0090]通過上述實施例可知，從發(fā)出測量氣壓溫濕度的命令，獲取時鐘，到采樣完畢總共用時55mS。在一具體實施例中，按照航空物理勘探測量要求的一般飛機時速為250公里/小時計算，則飛機55mS飛行3.8米，獲取時鐘的時刻是在測量開始第25mS，也就是飛機飛行了1.74米獲取的時鐘，所以最大誤差為2.06米，而由于氣壓和溫濕度都是緩慢變化的物理量，不會突變，這樣就實現(xiàn)了實時測量。
[0091]在本實施例中，定時器中斷服務(wù)的流程如圖13所示，設(shè)置任務(wù)狀態(tài)STATE初始值為0，每當定時器計數(shù)器到IS時，開始一次完整的數(shù)據(jù)測量。從STATE = O開始執(zhí)行實時測量任務(wù)，每個任務(wù)間隔如上圖所示，每個任務(wù)執(zhí)行完畢，將STATE加I，一直到實時測量任務(wù)全部完成，將STATE設(shè)置為O。
[0092]按照定時器中斷服務(wù)程序的流程圖和任務(wù)之間的間隔執(zhí)行程序，就可以實現(xiàn)氣壓、溫度、濕度和讀取時鐘的實時測量。
[0093]在主程序執(zhí)行中，可以將數(shù)據(jù)存儲和時鐘設(shè)置放在有空閑時完成。
[0094]在本實施例中，如圖14所示，為數(shù)據(jù)存儲到外部U盤的流程示意圖。具體步驟如下:先將CH376初始化，輸入文件名，判斷文件名是否存在:如果存在，打開該文件，將文件指針移到文件末尾，否則新建文件名，然后將數(shù)據(jù)以文本格式寫入外部U盤，為了防止偶然斷電數(shù)據(jù)丟失，每次寫入一組數(shù)據(jù)后存盤。
[0095]在本實施例中，如圖15所示，為時鐘設(shè)置流程示意圖。需要說明的是，在前述電路圖中的按鍵開關(guān)SI為UP鍵即增大鍵，按鍵開關(guān)S2為SET鍵即設(shè)置鍵，按鍵開關(guān)S3為DOWN鍵即減小鍵。
[0096]時鐘設(shè)置的步驟如下:
[0097]判斷是否有設(shè)置鍵按下，如果有，則進行時間設(shè)置，否則，不斷檢測。
[0098]當按下S2設(shè)置鍵時，設(shè)置時間；在有設(shè)置鍵按下的前提下，按下SI增大鍵時，將設(shè)置值增大，按下S3減小鍵時，將設(shè)置值減小。第一次按下S2設(shè)置鍵時，用SI和S3鍵進行年設(shè)置，第二次按下S2設(shè)置鍵時，用SI和S3鍵進行月設(shè)置，第三次按下S2設(shè)置鍵時，用SI和S3鍵進行日設(shè)置，第四次按下S2設(shè)置鍵時，用SI和S3鍵進行星期設(shè)置，第五次按下S2設(shè)置鍵時，用SI和S3鍵進行小時設(shè)置，第六次按下S2設(shè)置鍵時，用SI和S3鍵進行分鐘設(shè)置，第七次按下S2設(shè)置鍵時，用SI和S3鍵進行秒設(shè)置，第八次按下S2設(shè)置鍵時，將設(shè)置值寫入實時時鐘DS1302。通過設(shè)置的時間與其他物探儀器測量中的GPS時間一致，實現(xiàn)同步測量。
[0099]在本實施例中，如圖16所示，為主程序的流程示意圖。首先進行單片機端口設(shè)置及外圍器件包括MS5540C、SHT15、DS1302、CH376的初始化，然后使能定時器中斷，開始測量，先判斷是否有時鐘設(shè)置:若有，設(shè)置時鐘，否則繼續(xù)，然后判斷是否有新數(shù)據(jù)，若有，將新數(shù)據(jù)存入外部U盤，否則繼續(xù)，最后判斷是否結(jié)束測量，如果結(jié)束測量，則禁止定時器中斷，拔出外部U盤，否則繼續(xù)判斷是否時鐘設(shè)置。數(shù)據(jù)存儲容量取決于U盤容量。
[0100]在本實用新型的實施例中，氣壓傳感器、溫濕度傳感器和實時時鐘的器件并不限于實施例中所描述的型號，也可以采用其它能實現(xiàn)上述功能的器件。
[0101]本實用新型的氣壓溫濕度實時測量裝置由硬件電路采樣氣壓、溫度、濕度信號，用實時時鐘芯片獲得時間，采用單片機讀取氣壓、溫度、濕度、和時鐘，并進行最終的數(shù)據(jù)處理，最后將數(shù)據(jù)存儲至外部U盤上。用按鍵設(shè)置時間以便與GPS同步。
[0102]在單片機的程序設(shè)計中，將實時測量的氣壓、溫度、濕度和讀取時鐘的任務(wù)放在定時器中斷服務(wù)程序中完成；由于存儲數(shù)據(jù)比較慢，所以把數(shù)據(jù)存儲到外部U盤和時鐘設(shè)置任務(wù)放在主程序中空閑時完成。
[0103]具體的，使用定時器中斷，以5mS為中斷間隔，分別將氣壓、溫度、濕度和時鐘采樣任務(wù)分解為多個小的任務(wù)，在定時器中斷程序中，每次執(zhí)行一個小任務(wù)。在發(fā)出執(zhí)行一個任務(wù)的命令后，也就是此任務(wù)的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換期間，在定時器中斷服務(wù)程序中執(zhí)行其他任務(wù)的小任務(wù)，等A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換完成后，再在定時器中斷服務(wù)程序中執(zhí)行此任務(wù)的剩余小任務(wù)，這樣，就實現(xiàn)了實時測量氣壓、溫度、濕度，獲取時鐘。
[0104]通過時鐘設(shè)置，實現(xiàn)與其他測量的同步，由于設(shè)置時鐘需要在測量之前完成，所以將時鐘設(shè)置放在主程序中完成。由于存儲數(shù)據(jù)比較慢，所以把數(shù)據(jù)存儲到U盤的任務(wù)放在主程序中完成。
[0105]本實用新型主要保護的是一種氣壓溫濕度實時測量裝置，所改進主要在于通過多種傳感器、電子器件的組合對氣壓溫濕度進行實時測量、采集。在進行測量時，單片機Ul必然需要執(zhí)行程序來控制氣壓傳感器、溫濕度傳感器、實時時鐘，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲等功能，而該些程序的改進并非本實用新型的改進點，在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對程序進行適應(yīng)性的調(diào)整。
[0106]本實用新型的氣壓溫濕度實時測量裝置，可以保證氣壓、溫度、濕度和讀取時鐘的實時測量。另外，本實用新型可以利用按鍵進行時鐘設(shè)置，確保與其他測量儀器的GPS中的時間一致，實現(xiàn)同步測量。本實用新型還使用文件管理控制芯片CH376，可以將氣壓溫濕度及時鐘數(shù)據(jù)以文本格式存儲至外部U盤上。
[0107]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種氣壓溫濕度實時測量裝置，其特征在于，該裝置包括:供電電路(I)、氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)、U盤存儲電路(6); 供電電路(I)與氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)、U盤存儲電路(6)連接，單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)與氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、U盤存儲電路(6)連接； 其中， 供電電路(I)，用于給氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)、U盤存儲電路(6)提供工作電壓； 氣壓采樣電路(2)，用于測量氣壓數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5); 溫濕度采樣電路(3)，用于測量溫濕度數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5); 實時時鐘電路(4)，用于提供實時時鐘數(shù)據(jù)，發(fā)送至單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5); 單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)，用于控制氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)進行氣壓、溫濕度測量并記錄實時時鐘數(shù)據(jù)，實時采集氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)，將所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)以及與所述氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)發(fā)送至U盤存儲電路(6); U盤存儲電路(6)，用于將匹配有對應(yīng)的實時時鐘數(shù)據(jù)的氣壓數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)存儲至外部U盤。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓溫濕度實時測量裝置，其特征在于，供電電路(I)包括:電池組、第一電壓調(diào)節(jié)器、第二電壓調(diào)節(jié)器、第一濾波電容、第二濾波電容、第三濾波電容;其中， 電池組的正極連接第一濾波電容的一端、第一電壓調(diào)節(jié)器的IN管腳、/OFF管腳，電池組的負極連接地、第一濾波電容的另一端、第二濾波電容的一端、第三濾波電容的一端，第一電壓調(diào)節(jié)器的GND管腳、SET管腳接地，第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳連接第二濾波電容的另一端、第二電壓調(diào)節(jié)器的Vin管腳，第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳連接第三濾波電容的另一端，第二電壓調(diào)節(jié)器的GND管腳接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓溫濕度實時測量裝置，其特征在于，氣壓采樣電路(2)包括:第一晶振、氣壓傳感器、第四濾波電容、第五濾波電容、第一上拉電阻、第二上拉電阻;其中， 第一晶振的V1管腳連接VCC管腳、第四濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳，第一晶振的GND管腳接地，第一晶振的OUT管腳連接氣壓傳感器的MCLK管腳，第四濾波電容的另一端接地，氣壓傳感器的GND管腳接地，氣壓傳感器的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P3.7管腳，氣壓傳感器的VDD管腳連接第五濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳，第五濾波電容的另一端接地，氣壓傳感器的DOUT管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.1管腳、第一上拉電阻的一端，氣壓傳感器的DIN管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.0管腳、第二上拉電阻的一端，第一上拉電阻的另一端連接第二上拉電阻的另一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓溫濕度實時測量裝置，其特征在于，溫濕度采樣電路(3)包括:溫濕度傳感器、第六濾波電容、第三上拉電阻;其中， 溫濕度傳感器的GND管腳接地，溫濕度傳感器的DATA管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P3.6管腳、第三上拉電阻的一端，第三上拉電阻的另一端連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳，溫濕度傳感器的SCK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P3.5管腳，溫濕度傳感器的VDD管腳連接第六濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的V-管腳，第六濾波電容的另一端接地。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓溫濕度實時測量裝置，其特征在于，實時時鐘電路(4)包括:時鐘芯片、第七濾波電容、第一頻率補償電容、第二晶振、備份電池、第三上拉電阻、第四上拉電阻、第五上拉電阻;其中， 時鐘芯片的VCC2管腳連接供電電路(I)中第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳、第七濾波電容的一端，第七濾波電容的另一端接地，時鐘芯片的Xl管腳連接第二晶振的一端、時鐘芯片的X2管腳連接第二晶振的另一端、第一頻率補償電容的一端，第一頻率補償電容的另一端接地，時鐘芯片的G ND管腳接地，時鐘芯片的V C CI管腳連接備份電池的正極，備份電池的負極接地，時鐘芯片的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.4管腳、第三上拉電阻的一端，時鐘芯片的1管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.2管腳、第四上拉電阻的一端，時鐘芯片的/RST管腳連接單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)中單片機的P2.3管腳、第五上拉電阻的一端，第三上拉電阻的另一端連接供電電路(I)中第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳、第四上拉電阻的另一端、第五上拉電阻的另一端。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓溫濕度實時測量裝置，其特征在于，單片機控制和時鐘設(shè)置電路(5)包括:單片機、第八濾波電容、第九濾波電容、第十濾波電容、第二頻率補償電容、第三頻率補償電容、第三晶振、第六上拉電阻、第七上拉電阻、第八上拉電阻、第一按鍵開關(guān)、第二按鍵開關(guān)、第三按鍵開關(guān);其中， 單片機的XTALl管腳連接第二頻率補償電容的一端、第三晶振的一端，第二頻率補償電容的另一端連接地、第三頻率補償電容的一端，單片機的XTAL2管腳連接第三晶振的另一端、第三頻率補償電容的一端； 單片機的MONEN管腳連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、單片機的第一VDD管腳、第八濾波電容的一端，單片機的第一 DGND管腳連接地、第八濾波電容的另一端； 單片機的第二VDD管腳連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、第九濾波電容的一端，單片機的第二 DGND管腳連接地、第九濾波電容的另一端； 單片機的第三VDD管腳連接供電電路(I)中第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、第十濾波電容的一端，單片機的第三DGND管腳連接地、第十濾波電容的另一端； 單片機的Pl.3管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D3管腳，單片機的Pl.4管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D4管腳，單片機的Pl.5管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D5管腳，單片機的Pl.6管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D6管腳，單片機的Pl.7管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D7管腳； 單片機的P3.1管腳連接第六上拉電阻的一端、第一按鍵開關(guān)的一端，單片機的P3.2管腳連接第七上拉電阻的一端、第二按鍵開關(guān)的一端，單片機的P3.3管腳連接第八上拉電阻的一端、第三按鍵開關(guān)的一端，第六上拉電阻的另一端連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、第七上拉電阻的另一端、第八上拉電阻的另一端，第一按鍵開關(guān)的另一端、第二按鍵開關(guān)的另一端、第三按鍵開關(guān)的另一端分別接地。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓溫濕度實時測量裝置，其特征在于，U盤存儲電路(6)包括:文件管理控制芯片、U盤插座、第一下拉電阻、第二下拉電阻、第三下拉電阻、限流電阻、第i^一濾波電容、第十二濾波電容、第十三濾波電容、上電復(fù)位電容、第四頻率補償電容、第四晶振;其中， 文件管理控制芯片的V3管腳連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、第十一濾波電容的一端，第十一濾波電容的另一端連接地、文件管理控制芯片的GND管腳、第四頻率補償電容的一端，文件管理控制芯片的XI管腳連接第四晶振的一端，第四晶振的另一端連接文件管理控制芯片的XO管腳、第四頻率補償電容的另一端； 文件管理控制芯片的VCC管腳連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vciut管腳、文件管理控制芯片的PCS#管腳、第十二濾波電容的一端，第十二濾波電容的另一端接地； 文件管理控制芯片的RSTI管腳連接上電復(fù)位電容的一端，上電復(fù)位電容的另一端連接第二電壓調(diào)節(jié)器的Vmjt管腳、第一下拉電阻的一端、第二下拉電阻的一端、第三下拉電阻的一端，第一下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的TXD管腳，第二下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的RXD管腳，第三下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的AO管腳；U盤插座的第一引腳連接限流電阻的一端、第十三濾波電容的一端，限流電阻的另一端連接第一電壓調(diào)節(jié)器的OUT管腳，第十三濾波電容的另一端接地，U盤插座的第二引腳連接文件管理控制芯片的UD-管腳，U盤插座的第三引腳連接文件管理控制芯片的UD+管腳，U盤插座的第四、五、六引腳接地。
【文檔編號】G01D21/02GK205642427SQ201521129802
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】樊巧玲, 周堅鑫, 舒晴, 段樂穎, 尹航, 高維, 宋燕兵
【申請人】中國國土資源航空物探遙感中心